Астрономия, будучи наукой, изучающей Вселенную, способна поразить воображение. А пока вы в этом, может быть, сомневаетесь, наша планетка вращается вокруг собственной оси и несет нас через космос со скоростью практически 1700 км/ч относительно кого-либо на экваторе. Наша галактика Млечный Путь, в свою очередь, вкупе с примыкающей галактикой Андромеды и несколькими иными галактиками объединены в так именуемую Местную Группу, любая галактика в какой движется в общем гравитационном поле. Но за пределами Местной Группы лежит дальний и нескончаемый космос. Так, на расстоянии 22 миллиона световых лет можно найти галактику NGC 3621, которая расположилась в южном созвездии Гидра. И чем далее мы будем удаляться от дома, тем больше галактик мы увидим. Навряд ли человеческое воображение способно совладать с восприятием нескончаемой Вселенной, на просторах которой творится бог известие что. И все таки, у нас есть инструменты, позволяющемся хоть как-то разрешить эту мысленную делему. Не так давно интернациональная команда исследователей сделала самую огромную и близкую к реальности виртуальную вселенную на нынешний денек под заглавием Учуу (что по-японски значит “космическое пространство”). И да, ее можно скачать.

Исследователи сделали целую виртуальную Вселенную, и ее можно скачать

Компы в астрономии

Сейчас исследования в области астрономии и астрофизики не обходятся без мощнейших компов. Они помогают ученым в наблюдениях и обработке данных, составлении каталогов и работе с документами. Механизированные телескопы и радиотелескопы разрешают астрологам выслеживать движение тыщ звезд. А внедрение численных способов дозволяет добиваться по-настоящему умопомрачительных результатов при обработке данных.

Как пишет астрофизик Сергей Попов, некие современные астрономические проекты относятся к т.н. Big data science. Работа инструмента почти во всем определяется возможностью работы с получаемой информацией.

Астрономия – особенная наука. В ней опыт подменяют наблюдения. Потому необыкновенную роль приобретает моделирование, – пишет Попов.

Для астрофизического моделирования используются мощнейшие суперкомпьютеры, т.к. задачки, стоящие перед астрофизиками, весьма сложны

Наиболее того, работу современного астролога нереально представить без компа. С помощью их исследователи могут управлять инструментами, а потом, применяя массивные современные способы анализа, обрабатывать приобретенные данные. Так что от телескопа до компа один шаг.

Компьютерные модели Вселенной

Пробы сгенерировать компьютерную модель Вселенной, которая говорила бы ее эволюцию за наиболее чем 13 млрд лет (другими словами с момента Огромного взрыва) принимались не один раз. Так, еще в 2014 году в процессе работы, опубликованной в журнальчике Nature, исследователи провели численное моделирование формирования галлактической структуры, воспроизведя как крупномасштабные, так и мелкомасштабные индивидуальности репрезентативного размера Вселенной с начала ее истории до наших дней.

Работа отражает как крупномасштабное распределение барионной материи во Вселенной, так и изменение со временем его параметров в определенных галактических системах. Напомним, что барионной материей ученые именуют материю, состоящую из барионов (нейтронов, протонов) и электронов.

А лги на изображении ниже можно узреть итог работы исследователей из Нью-йоркского института Flatiron и Массачусетского технологического института (MIT). Им удалось создать и запрограммировать новейшую модель моделирования Вселенной, получившую заглавие Illustris: Последующее поколение, либо Illustris TNG.

Перед вами компьютерная модель Вселенной, которая может повытрепываться неслыханными ранее уровнями детализации о силах, работающих во Вселенной.

До 2021 года эта модель являлась самой продвинутой симуляцией Вселенной в собственном роде. Детализация и масштаб моделирования разрешают учить, как формируются, развиваются и вырастают галактики в тандеме с их активностью по звездообразованию.

Когда мы смотрим галактики при помощи телескопа, мы можем измерить лишь определенные величины, – пишут исследователи он. При помощи моделирования мы можем выслеживать все характеристики всех этих галактик. И не только лишь то, как смотрится галактика на данный момент, да и всю историю ее формирования.

Отображение того, как развиваются галактики в моделировании, дает представление о том, какой могла быть наша собственная галактика Млечный Путь, когда сформировалась Земля, и как наша галактика может поменяться в дальнейшем.

Uchuu – новенькая модель Вселенной

Не так давно интернациональная команда исследователей из Стране восходящего солнца, Испании, США (Соединённые Штаты Америки – государство в Северной Америке), Аргентины, Австралии, Чили, Франции и Италии опубликовала результаты собственной по-настоящему прорывной работы. Сейчас вы сами (при наличии вольного твердого диска) сможете держать одну из этих симуляций в собственном компе. Симуляция, получившая заглавие Uchuu является самой подробной симуляцией Вселеной из когда-либо сделанных.

Как сообщает портал Science Alert, моделирование было сотворено с внедрением суперкомпьютера ATERUI II, который посвящен астрономическим проектам. Суперкомпьютер, расположенный в Иватэ, Япония, имеет наивысшую производительность наиболее 3 Пфлопс, но даже при всей данной мощности потребовался целый год, чтоб просмотреть все данные и сделать симуляцию.

Симуляция Учуу, самая подробная симуляция Вселенной на нынешний денек. Моделирование: Томоаки Исияма; Визуализация: Хиротака Накаяма; Проект 4D2U, NAOJ

Для производства Uchuu мы употребляли … все 40 200 микропроцессоров (процессорных ядер), доступных только в течение 48 часов любой месяц, – произнес Томоаки Исияма, доцент Института Тиба, который разработал код для проекта. Было израсходовано 20 миллионов суперкомпьютерных часов, и было сгенерировано 3 петабайта данных, что эквивалентно 894 784 853 снимкам с 12-мегапиксельного мобильного телефона.

Моделирование разглядывает нимбы черной материи, которые представляют собой структуры большого масштаба, которые могли бы поведать нам о формировании галактик и ранешней Вселенной. Крупномасштабный нрав моделирования делает его ценным инвентарем для исследования того, как Вселенная развивалась со временем, так как он указывает весьма отдаленные регионы, которые представляют собой ранешние этапы жизни Вселенной.

«Учуу похож на машинку времени», – рассказала в интервью News18 Джулия Эреза, аспирант Института астрофизики Андалусии в Испании, которая употребляет Учуу.

Отправиться в галлактическое путешествие сейчас можно не выходя из дома.

«Мы можем двигаться вперед, вспять и останавливаться во времени, мы можем «прирастить» одну галактику либо «уменьшить» ее, чтоб визуализировать целое скопление, мы можем созидать, что по сути происходит в любой момент и в любом месте Вселенной с ее самых ранешних дней по сей день, что является принципиальным инвентарем для исследования Вселенной,» – отмечает Эреза. Наиболее того, никогда до этого у населения земли не было схожих инструментов.

Так что если вы желаете без помощи других изучить новейшую виртуальную модель Вселенной, то вперед: команда сделала всю симуляцию доступной для бесплатного скачки. Хотя обязаны предупредить — даже в сжатом виде симуляция занимает 100 терабайт, потому для вас пригодится много вольного места на твердом диске.

Чтоб загрузить симуляцию и выяснить больше о содействии с ней, вы сможете перейти на сайт Uchuu simulation и связанную с ним страничку на GitHub. Группа также планирует выпустить больше данных в дальнейшем, включая сборники виртуальных галактик и карты гравитационного линзирования. Работа опубликована в журнальчике Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Учуу фокусируется на крупномасштабной структуре Вселенной: нимбах черной материи, контролирующих не только лишь формирование галактик, да и судьбу всей Вселенной.

Создатели Uchuu уповают, что модель поможет астрологам научиться интерпретировать исследования галактик с внедрением Big Data, которые ожидаются в наиблежайшие годы при помощи таковых объектов, как телескоп Subaru и галлактическая миссия ЕКА Euklede.

Не так давно возник новейший тип астрономии, именуемый «имитационной астрономией», который употребляет компы. Используя вычислительную мощность суперкомпьютеров, мы сейчас можем численно решать уравнения, которые не могут быть решены аналитически. ATERUI II стремится изобразить наиболее близкую к реальности Вселенную при помощи моделирования, используя ее высшую скорость вычислений, — пишут создатели научной работы.

Источник